PRINCIPI DELLA MECCANICA NEL MOVIMENTO

Quando ci poniamo l’obiettivo di studiare il movimento del cane, come di qualsiasi altra specie animale, le prime considerazioni da fare sono in ambito fisico, e riguardano la massa e le forze che agiscono su un corpo.
Il peso del cane è un dato che si esprime in kilogrammi e, pur essendo un dato esatto e misurabile, non ci dà informazioni sulla costituzione dell’animale. Queste informazioni possiamo invece ottenerle dalla massa, che esprime il rapporto tra peso e statura del cane. In virtù di questa relazione un cane piccolo piò avere una grande massa ed essere definito pesante, ed un cane di grossa taglia dalla massa modesta può essere definito leggero.
Sul corpo del cane in stazione o in movimento agiscono una serie di forze, quali la gravità, la forza di inerzia e la forza centrifuga.

 

La gravità

La gravità terrestre è quella forza che, esercitando un’azione attrattiva sul corpo, ne determina il peso e di conseguenza la massa. All’interno del corpo la gravità converge le sue forze in un unico punto, il centro di equilibrio o baricentro.

Il baricentro del cane si colloca all’incirca al centro del torace, ma il punto esatto può variare a seconda delle molteplici forme del torace canino.
Se paragoniamo il cane ad un tavolo la proiezione del suo baricentro grava al centro dell’ideale quadrato di sostegno delimitato dalle quattro gambe e questo gli consente di rimanere stabilmente appoggiato a terra. Quanto più largo sarà il quadrilatero di sostegno e quanto più prossimo al terreno sarà collocato il baricentro, tanto più stabile sarà il cane così costituito essendo più difficile far uscire la proiezione gravitazionale del suo baricentro dalla sua base d’appoggio. Al contrario, quanto più stretta sarà la base d’appoggio e quanto più distante dal terreno sarà collocato il baricentro, tanto più instabile sarà il cane.

Riassumendo, un quadrilatero di sostegno ampio ed un baricentro basso sono caratteristici di razze forti, stabili e lente (ad es Bulldog inglese), mentre razze veloci e agili sono caratterizzate da un quadrilatero di sostegno ridotto ed un baricentro alto (ad es Levriero). Tra questi due estremi di costituzione si trova una gran varietà di costituzioni intermedie che danno origine a cani con diverse capacità motorie.

 

L’inerzia

L’inerzia è quella forza che tende a conservare un corpo nel suo stato di quiete o moto e che quindi consente al cane di continuare il movimento una volta che questo è iniziato.

 

La forza centrifuga

Questa forza si genera solo in particolari momenti ed andature del cane, in particolare quelle veloci come il galoppo, e tende a far sbandare il cane quando è in curva. Per opporsi alla forza centrifuga il cane si inclina verso l’interno per evitare di essere portato fuori dal tracciato previsto per il suo movimento, porta la coda dal lato opposto rispetto alla direzione imposta dalla forza centrifuga e la usa come timone aerodinamico. Questi stratagemmi per contrastare la forza centrifuga sono analoghi a quelli utilizzati da sciatori o motociclisti in curva.

 

LE FASI DEL MOVIMENTO

Ora che abbiamo visto le forze che intervengono nel movimento andiamo ad approfondirne le fasi.

Per uscire dal suo stato di quiete il cane inizia a sollevare un arto anteriore, questo lo pone in una condizione di instabilità, portando il baricentro fuori dal quadrilatero di sostegno. A questo punto il cane inizia a cadere in avanti ed il corpo si carica di velocità e di inerzia. Qui inizia la spinta proveniente dal posteriore che, facendo fulcro sul terreno, sposta il cane in avanti e trasferisce attraverso la schiena il movimento all’anteriore opposto a quello che ha dato inizio al movimento. Dopodiché si attiva il posteriore opposto ed il movimento continua grazie alla forza di inerzia.

 

GLI ARTI

Il cane senza l’ausilio degli arti non potrebbe muoversi, per questo la natura lo ha dotato di questi pilastri, che innalzano il suo baricentro dal terreno e lo predispongono all’instabilità essenziale per il movimento.
Perché il cane possa essere dinamico e fluido, i suoi arti sono frazionati in più segmenti, la cui lunghezza varia in base alla funzione che essi assumono nelle diverse andature. I vari segmenti ossei sono collegati tra loro tramite le articolazioni e alcuni di essi sono inclinati rispetto all’asse verticale dell’arto, in modo da poter essere più lunghi di quanto non sarebbero in posizione verticale. La maggior lunghezza totale dei segmenti in cui viene scomposto l’arto, ottenuta con l’inclinazione, consente un gesto armonico del movimento.
Le articolazioni consentono precise escursioni, per assolvere il gesto dinamico cui sono preposte. Ogni articolazione del corpo è quindi caratterizzata da un ROM (range of motion), misurato in gradi, che indica la sua escursione in flessione ed estensione. La misurazione di queste angolazioni rappresenta uno dei metodi utilizzati nel valutare se l’articolazione mantiene la sua normale funzione o presenta dei problemi.
Riportiamo di seguito le escursioni articolari delle principali articolazioni degli arti.

La lunghezza dei segmenti ossei e la loro disposizione è in funzione delle andature per cui le varie razze sono predisposte. Infatti cani lenti e forti dispongono di angolazioni aperte, segmenti ossei brevi e forti che generano un passo accorciato; cani trottatori hanno angolazioni chiuse, segmenti ossei uniformemente lunghi ed un quadrato di sostegno relativamente ampio; i galoppatori hanno angolazioni aperte, segmenti di varia lunghezza e quadrilatero di sostegno modesto.

L’arto anteriore e l’arto posteriore sono anatomicamente diversi perché devono assolvere funzioni diverse durante il movimento. L’arto anteriore ha il compito di sostenere ed ammortizzare il corpo del cane ed al tempo stesso deve assecondare gli effetti propulsivi del posteriore. Il peso del cane non è infatti uniformemente distribuito tra i due arti, ma la maggior parte è sostenuta dall’arto anteriore.
L’arto posteriore è saldamente fissato al corpo del cane perché la sua spinta deve raccogliere tutta la forza propulsiva generata dal garretto.
La forma dello scheletro del cane è quindi propedeutica al tipo di movimento che questo deve compiere, ed insieme a questa lo sono anche i muscoli, la loro forma ed il tipo di fibre che li compongono.
Uno scheletro con una struttura ossea robusta, con diafisi brevi, grosse articolazioni e un forte impianto muscolare genera un cane robusto e dal movimento lento, predisposto ad azioni di forza. La struttura delle fibre muscolari sarà composta prevalentemente da fibre rosse (lente), che contraendosi lentamente generano una gran quantità di forza, anche se diluita nel tempo. Questo tipo di struttura può essere ricondotta a razze come i mastini, i bulldog e le razze pesanti.
Una struttura ossea intermedia si correla a mole razze destinate a vari impeghi. I muscoli hanno capacità adattative che assecondano il tipo di allenamento a cui sono sottoposti e sono composti da fibre lente e veloci. Strutture di questo tipo caratterizzano razze mesomorfe capaci di prestazioni di lunga durata, come cani da pastore e molte razze da caccia.
Uno scheletro con struttura ossea leggera, diafisi lunghe e solide articolazioni, genera un cane dal movimento dinamico. I muscoli sono lunghi ed affusolati, formati principalmente da fibre bianche (veloci). Il movimento dei cani con strutture di questo tipo è caratterizzato da intense esplosioni di forza che durano pochi istanti e l’esempio classico è rappresentato dai levrieri.

LE ANDATURE

Le andature fondamentali del cane sono quattro: passo, trotto, galoppo ed ambio.

Le andature possono essere classificate in

• Camminate quando almeno un piede è sempre appoggiato a terra
• Saltate con una fase completa di sospensione da terra.

Le fasi del movimento sono l’appoggio, quando il piede si appoggia al suolo, e la sospensione, quando l’arto è sollevato dal suolo.

Il passo è un’andatura naturale, la meno faticosa, camminata in quattro battute, caratterizzata da grande stabilità. Nel passo ci sono sempre 3 arti in appoggio ed il baricentro risulta quasi sempre all’interno del quadrilatero di sostegno.
La testa ed il collo si abbassano durante la fase di sospensione dell’anteriore e si rialzano durante la fase di appoggio. Il tronco bascula sia lateralmente che verticalmente e la coda e la testa si orientano dalla parte del bipede laterale che dà sostegno. L’impronta del posteriore va quasi a coprire l’impronta dell’anteriore ipsilaterale.

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In appoggio quadrupedale circa 60% del sostegno è dato dagli anteriori e 40% dai posteriori. Su pedana baropodometrica, al passo le forze verticali registrate per il bipede posteriore e anteriore, mantengono le stesse proporzioni dell’animale in stazione.

Il trotto è un’andatura naturale, saltata, realizzata su due tempi. Diagonale destro e sinistro si alternano nell’appoggio. Il posteriore impatta il terreno una frazione di secondo prima dell’anteriore. Il posteriore fornisce sia spinta verso l’alto che verso l’avanti. Il troco rimane rigido e sottostà soltanto ad oscillazioni verticali. La testa ed il collo rimangono sulla linea sagittale. Il baricentro risulta sulla linea del diagonale in appoggio. Nel trotto lento non c’è sospensione. Nel trotto veloce si ha una fase di sospensione dopo ogni battuta. Il trotto è un’andatura molto vantaggiosa su terreni poco regolari e per percorrere lunghe distanze a velocità abbastanza sostenuta. Il lavoro è suddiviso in maniera omogenea sui quattro arti e il sostegno dato dal bipede diagonale rende facile mantenere l’equilibrio.
Al trotto i movimenti di collo e la testa aiutano nella detezione di zoppie anteriori poco visibili (in fase di appoggio testa e collo si spostano verso l’arto sano e si portano verso l’alto).

 

I cani trottatori hanno l’arto anteriore dotato di scapola ed omero inclinati in modo da creare un angolo chiuso, l’arto posteriore dotato di femore e tibia che formano anch’essi un angolo chiuso, l’avambraccio non troppo lungo a favore della lunghezza del braccio. Questo tipo di struttura consente allunghi ampi e forti spinte tanto da permettere che l’orma dell’arto posteriore raggiunga, o superi, quella lasciata dall’arto anteriore. Il tronco è più lungo dell’altezza al garrese in modo da consentire un’ampia copertura di terreno.

Il galoppo è il movimento di massimo squilibrio e l’andatura più faticosa. Il movimento consiste di 4 battute con una sospensione. L’anteriore «guida» (anteriore che ha maggior ampiezza di falcata e rimane più a lungo a contatto col terreno rispetto al controlaterale) è quello che sostiene il peso; la forza propulsiva è data dai posteriori, il controlaterale dell’arto guida (quello che atterra per primo dopo la fase di sospensione) è quello che da più spinta verso l’alto e anteriormente; viene esteso in avanti sotto al corpo ed è più sottoposto a danno perché ammortizza lo shock dell’impatto col terreno. Il troco rimane relativamente rigido e sottostà ad un basculamento cranio caudale.

 

I galoppatori hanno un tronco corto, più breve di quello del trottatore, e della stessa misura della loro altezza. Il posteriore è potente e l’anteriore è caratterizzato da una scapola forte e ben inclinata, che ammortizza l’impatto.

L’ambio è un’andatura a due battute in cui i bipedi laterali si alternano nell’appoggio. Specialmente ad andature sostenute ci può essere una fase di sospensione tra una battuta e l’altra. Se l’andatura è molto lenta, prima che si levi l’anteriore di un lato, il controlaterale potrebbe già essere atterrato (breve attimo in cui il peso viene ripartito su tre arti). Il troco ha oscillazioni laterali ed il centro di gravità si posiziona a lato della linea del bipede di supporto. Sembra che richieda meno lavoro muscolare del trotto (minor spinta verticale). In genere è utilizzato dal cane se è affaticato o debole oppure fortemente obeso. Può essere un’andatura acquisita nei cani da lavoro o essere indice di disturbi neurologici.

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I MUSCOLI

Finora abbiamo parlato più che altro del contributo di ossa ed  articolazioni al movimento, ma è fuori di dubbio che se ci si vuole accostare ad un discorso di fisioterapia è necessario conoscere anche la componente muscolare del corpo.
Di seguito verranno riportati i principali muscoli degli arti del cane e verrà spiegato il loro contributo al movimento.

Arto anteriore

L’arto anteriore è dotato di muscoli propri dell’arto e muscoli della cintura toracica. Questi ultimi partono da tronco, collo e torace e si portano sulla spalla o sul braccio e servono a fissare l’arto al tronco, ma partecipano anche al movimento. Essi sono costituiti dai muscoli spinoappendicolari, dai muscoli pettorali superficiale e profondo e dal muscolo brachiocefalico, sternocefalico e omotrasversario.
I muscoli propri dell’arto anteriore sono distinti in muscoli della spalla, del braccio, dell’avambraccio e della mano. I muscoli di ciascuna regione sono destinati a muovere la regione posta più distalmente

Muscoli della spalla

Questi muscoli agiscono tutti sull’articolazione scapolo-omerale e sono disposi in due gruppi, un gruppo laterale ed uno mediale alla scapola.

Il gruppo laterale è composto da:

• Muscolo sopraspinato: occupa la fossa sopraspinata, da cui prende origine. Si inserisce anche sul margine craniale della scapola e termina con un robusto tendine sul tubercolo maggiore dell’omero. Essendo posto cranialmente all’articolazione funziona come estensore del braccio e concorre al mantenimento dell’apertura dell’articolazione scapolo-omerale in fase di appoggio.
• Muscolo infraspinato: occupa la fossa infraspinata; origina da questa e dalla spina della scapola e termina sul tubercolo maggiore dell’omero. Funziona da legamento collaterale laterale; essendo posto lateralmente all’articolazione funziona da abduttore e flessore.
• Muscolo deltoide: è appiattito e presenta tre porzioni; una porzione scapolare che origina dalla spina e dall’angolo dorsale della scapola; una porzione acromiale che origina dall’acromion e una porzione clavicolare che partecipa alla formazione del brachiocefalico. Il muscolo termina a livello della tuberosità deltoidea. Essendo posto lateralmente e caudalmente alla scapola è un flessore, abduttore e rotatore verso l’interno.
• Muscolo piccolo rotondo: nasce dal terzo distale del margine caudale della scapola, sotto il muscolo deltoide, ponendosi caudo-lateralmente all’articolazione scapolo-omerale. Termina a livello della tuberosità del piccolo rotondo. Coadiuva l’azione del muscolo deltoide.

Il gruppo mediale è composto da:

• Muscolo grande rotondo: nasce dal margine caudale e dall’angolo dorsale della scapola. Termina con un tendine sulla tuberosità del grande rotondo dell’omero. Essendo posto medio-caudalmente all’articolazione è flessore, abduttore e rotatore esterno.
• Muscolo sottoscapolare: occupa la fossa sottoscapolare, da cui origina. Termina sul tubercolo minore dell’omero. Funziona come legamento collaterale mediale ed agisce come adduttore.

Muscoli del braccio

Nel braccio si distinguono due gruppi muscolari, uno anteriore, formato dai flessori dell’avambraccio ed un posteriore, formato dagli estensori.

Gruppo anteriore:

• Muscolo bicipite brachiale: è un muscolo fusiforme che presenta un solo capo di origine a livello della tuberosità sopraglenoidea della scapola. Il tendine di origine scorre sul solco intertubercolare e termina con una duplice inserzione sulla tuberosità bicipitale del radio e sull’ulna. Questo muscolo è un flessore del gomito e, a gomito fisso, un estensore della scapola.
• Muscolo brachiale: origina dalla faccia caudale dell’omero e scorre nel solco brachiale, facendo un giro di spira quasi completo attorno all’omero. La sua terminazione si trova sull’estremità prossimale e mediale del radio e sull’ulna. È un flessore del gomito.

Gruppo posteriore:

• Muscolo tricipite brachiale: è il più grosso e robusto muscolo dell’arto toracico e occupa l’area compresa tra scapola, omero ed olecrano. I suoi tre capi di origine convergono sull’olecrano, il capo lungo origina dal margine caudale della scapola, mentre il capo laterale ed il capo mediale originano dall’omero. In profondità si sviluppa anche un capo accessorio. Il muscolo è un potente estensore dell’avambraccio.
• Muscolo anconeo: è un muscolo breve ma robusto, posto profondamente al tricipite, che ricopre la fossa olecranica. Origina da questa stessa fossa e termina sulla parte laterale dell’olecrano. Coadiuva l’azione del tricipite brachiale.
• Muscolo tensore della fascia dell’avambraccio: muscolo mediale rispetto ai precedenti, prende origine dal margine caudale della scapola e termina sulla fascia dell’avambraccio. Coadiuva l’azione del tricipite brachiale.

 

ARTO POSTERIORE

La muscolatura degli arti pelvici, che ha una funzione propulsiva, è molto più sviluppata di quella dell’arto toracico, che ha una funzione principalmente di appoggio.

 

Muscoli del bacino

Sono muscoli che dal bacino si portano al femore, muovendo l’articolazione dell’anca. Possono essere suddivisi tra quelli che nascono all’interno del bacino (muscoli pelvitrocanterici interni) e quelli esterni (muscoli della groppa). Questi muscoli forniscono stabilità e collegano la colonna vertebrale al bacino, ma provvedono anche agli aggiustamenti di precisione dei movimenti statico-dinamici di curvatura del tronco.

Muscoli pelvitrocanterici interni

• Muscolo ileopsoas: questo piccolo muscolo termina sul piccolo trocantere del femore ed agisce come flessore della coscia e flessore della colonna vertebrale a femore fisso.
• Muscolo piccolo psoas: nasce dal corpo delle ultime vertebre toraciche e dalle prime 4-5 lombari e termina sul tubercolo psoadico dell’ileo. Questo muscolo flette la colonna vertebrale e verticalizza il bacino.
• Muscolo quadrato dei lombi: occupa la parte dorsale dell’addome, ventralmente ai processi trasversi delle vertebre lombari. È un flessore della colonna vertebrale e se agisce solo su un lato la inclina.

Muscoli pelvitrocanterici esterni

• Muscolo gluteo superficiale: si estende dal sacro e dalla prima vertebra coccigea al grande trocantere del femore ed è un estensore dell’anca.
• Muscolo gluteo medio: coperto dalla fascia glutea e dal gluteo superficiale, origina dall’ala iliaca e termina sul grande trocantere del femore. È il più potente estensore della coscia.

Muscoli della coscia

I muscoli della coscia possono essere distinti in tre gruppi per la loro posizione: anteriore, mediale, posteriore.
I muscoli anteriori sono estensori della gamba, i muscoli posteriori flettono la gamba ed estendono la coscia, i muscoli mediali adducono la coscia.

Gruppo anteriore

• Muscolo tensore della fascia lata: nasce dalla tuberosità laterale dell’anca, si allarga a ventaglio lateralmente al femore e con una larga aponeurosi si irradia nella fascia lata. Coadiuva l’azione del muscolo quadricipite nell’estensione della gamba.
• Muscolo quadricipite femorale: origina da quattro capi, il retto craniale della coscia origina dalla faccia esterna dell’ileo e termina alla base della rotula, il vasto mediale nasce dalla faccia cranio-mediale del femore e termina sulla parte mediale della rotula, il vasto laterale nasce distalmente al grande trocantere ed il vasto intermedio nasce dalla faccia craniale del femore e si inserisce alla base della rotula. Questo muscolo estende la gamba e sposta in avanti il tronco ad arto fisso.

Gruppo mediale

• Muscolo sartorio: riveste il muscolo quadricipite femorale; origina dalla tuberosità del coxale e si porta all’articolazione del ginocchio. È adduttore della coscia e flessore dell’anca.
• Muscolo gracile: si trova sulla faccia mediale della coscia, caudalmente al sartorio. Nasce dalla sinfisi ischio-pubica e ha la funzione di addurre coscia e gamba.
• Muscolo pettineo: nasce dall’eminenza ileo-pubica e termina distalmente al piccolo trocantere. È adduttore e flessore dell’anca.
• Muscolo adduttore: nasce dalla faccia ventrale del pavimento del bacino e si porta lateralmente verso il femore. È adduttore della coscia.

Gruppo posteriore

• Muscolo bicipite femorale: potente massa muscolare con un capo vertebrale, craniale, che origina dal sacro e dal legamento sacrotuberoso e un capo ischiatico, caudale che origina dalla tuberosità ischiatica. I due capi si fondono in un unico muscolo che si divide in più code all’estremità distale, in vicinanza del ginocchio. Termina con una coda craniale sulla fascia della gamba ed una coda caudale che si continua nel tendine calcaneale. È un estensore dell’anca e flessore del ginocchio ad arto sollevato, estende anca e ginocchio ad arto fisso.
• Muscolo semitendinoso: origina dalla tuberosità ischiatica e termina sulla tibia. Prendendo inserzione sulla fascia della gamba dà origine al tendine calcaneale. È un estensore dell’anca e flessore del ginocchio ad arto sollevato, estende anca e ginocchio ad arto fisso.
• Muscolo semimembranoso: origina dalla tuberosità ischiatica e si divide in due ventri; il ventre craniale termina sul condilo mediale del femore, quello caudale si inserisce sul condilo mediale della tibia. È un estensore ed adduttore dell’anca.

 

In conclusione si può affermare che il movimento è determinato dall’interazione tra forze fisiche e adattamenti biologici del cane che lo rendono in grado di compiere le azioni per cui è predisposta la razza. Prendendo ad esempio il salto, cani predisposti a questo movimento devono avere anteriori potenti, perché proprio questi generano l’elevazione della prima parte del corpo per lo stacco da terra e sostengono l’impatto maggiore nella fase di atterraggio. Inoltre, anche il rapporto tra lunghezza del corpo e altezza al garrese è un fattore rilevante per il salto, in quanto cani più lunghi che alti sono in grado di sostenere un peso maggiore sugli anteriori, ma hanno anche bisogno di un posteriore più forte e di maggior propulsione per saltare. In base alla biomeccanica e a ciò che abbiamo visto finora, considerazioni come queste potrebbero essere fatte per ogni genere di movimento.